不同冻结状态下含单裂隙岩石动态抗拉特性研究

目的:为探明冻融和动态扰动双重作用对寒区露天矿边坡岩体稳定性的影响。方法:利用摆锤冲击加载SHPB试验系统研究干燥、饱水和冻结状态下完整、含预制单裂隙花岗岩的动态抗拉峰值载荷、加载速率敏感性及破坏模式;建立了含裂隙饱和动态巴西劈裂数值模型,并验证了模型正确性,模拟不同加载速率下裂隙充水饱和试样的破坏模式和强度率效应。结果:结果表明:相同加载速率下,冻结强度>干燥强度>饱水强度,完整试样强度大于含裂隙试样,预制裂隙降低了试样的强度;不同含水和冻结状态下试样的动态抗拉峰值载荷与加载速率呈正向幂函数关系,表现出加载速率强化效应,干燥、饱水、冻结状态下完整、含裂隙试样的DIF T增速分别为0.465、0.456、0.445和0.479、0.438、0.480,冻结强化动态强度,饱水弱化强度,预制裂隙放大了加载速率敏感性;裂隙充水会增大饱和试样的强度、裂纹扩展范围增大。结论:研究结果为揭示不同冻结状态下含单裂隙岩石动态破裂机理提供试验和模拟支撑。

饱水时间对含黏土矿物岩石声发射特性影响的试验研究

为研究饱水时间对含黏土矿物岩石力学行为与声发射特性的影响,对含蒙脱石的砂岩开展干燥、饱水及不同浸水时间条件下的单轴压缩力学和声发射试验,重点分析浸水时间对岩石各受力阶段声发射计数率、能率等时域参数的影响.结果表明:饱水时间对含泥质矿物岩石的强度、声发射参数均产生显著影响,饱水岩样的强度由干燥时的53.52 MPa下降到49.51 MPa,浸水超30 d,水岩耦合作用逐渐减小;岩样在破裂前存在微裂隙快速发育阶段,声发射信号开始活跃并迅速增长,随浸水时间的增加,信号活跃增长期的应变量逐渐减少,浸水90 d后,岩样破裂前能率增长期基本消失,表现为失稳破坏时的骤然释放;饱水岩样声发射累积计数和累积能量分别为干燥岩样的20.8%和30.9%;岩石在破裂过程中的声发射信号总数随浸水时间的增加持续减少,浸水120 d后,声发射累积数和累积能量分别为干燥岩样的0.24%和0.39%.